[发明专利]一种电力电子化光储融合并网系统

说明书

本发明公开了一种电力电子化光储融合并网系统，包括：在复杂光照工况下仍能保证输出最大功率的光伏单元、能够平滑光伏并网功率波动的储能单元和光储并网逆变器。该系统中光伏单元与储能单元共用直流母线组成光储一体化装置并经过光储并网逆变器与电网相连。本发明通过采用光伏功率优化器，实现了组件级光伏功率优化，减少发电量损失；同时本发明采用只流过部分功率的储能DC/DC变换器，提高电能变换效率，有效抑制光伏并网的功率波动，具有较好的削峰平谷效果，促进了可再生能源的充分消纳。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种电力电子化光储融合并网系统。

背景技术

随着我国光伏产业的迅猛发展，已建成光伏电站总量已经超过200GW，每年仍然以30GW-50GW的速度高速发展，光伏发电未来必将占据新能源的主导地位，发展前景广阔。随着光伏电站运营时间越来越长，组件老化不一致越来越严重，发电量损失问题也随之变得突出，其主要原因是“组件串联的木桶效应所导致的失配损失”。目前的光伏电站数据检测只能到逆变器或汇流箱级别，当单个组件被遮挡时，组串中其他未被遮挡的组件会因木桶效应无法保证最大功率输出，进而降低发电系统效率。

除此之外，随着光伏高比例接入电网，其为电网带来的功率波动日益加剧，影响着电网安全稳定运行。在光伏电站应用储能技术，不仅可以促进可再生能源消纳，也能够平滑可再生能源并网功率波动、削峰平谷、调频调压。传统储能并网较多采用双向DC/DC全功率变换器进行储能单元的电压调节，运行效率不高，占地面积大，前期投入成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力电子化光储融合并网系统，通过优化光伏单元输出功率及储能单元的DC/DC变换器结构，最大化消纳可再生能源的同时平滑功率波动，提高并网系统的运行效率。

本发明所采用的技术方案是，一种电力电子化光储融合并网系统，包括光伏单元和储能单元，光伏单元和储能单元共用直流母线，光伏单元、储能单元通过连接在直流母线上的光储并网逆变器连接电网。

本发明的特点还在于：

光伏单元包括多个光伏组串，每个光伏组串包括多个光伏组件和多个光伏功率优化器，每个光伏组件输出端连接一个光伏功率优化器输入端，每个光伏组串中相邻两个光伏功率优化器输出端之间通过正极连接负极的方式连接，首个光伏功率优化器正极或负极连接直流母线正极或负极，末端光伏功率优化器负极或正极连接直流母线负极或正极。

储能单元包括储能电池和双向DC/DC部分功率变换器，储能电池的正极连接在双向DC/DC部分功率变换器的输入端正极，储能电池的负极连接在双向DC/DC部分功率变换器的输出端正极，双向DC/DC部分功率变换器输入端正极连接直流母线正极，双向DC/DC部分功率变换器输入端负极、输出端负极均连接直流母线负极。

光储并网逆变器采用三相全桥逆变器。

本发明的有益效果是：

1)本发明中光伏单元通过采用组件级光伏功率优化器，保证了在复杂光照工况下每个光伏组件都能在最大功率点输出，提高了发电系统的输出效率；

2)本发明中储能单元促进了可再生能源的充分消纳，有效抑制了光伏并网的功率波动，削峰平谷效果较好；

3)本发明中储能单元通过采用双向DC/DC部分功率变换器实现储能单元的电压调节，由于变换器只流过部分功率，可以选择额定功率远低于储能电池组容量的小体积变换结构，减小前期投入成本，提高变换器运行效率；

4)本发明中光伏组件和储能单元发电功率能够灵活配置，且相比于传统共交流母线，共直流母线结构减少了逆变器数量，体积更小，结构更紧凑；

5)本发明中光储并网逆变器采用三相全桥逆变并网，具有良好的可扩展性，能够灵活接入多种类型的交直流发电单元和负荷。

附图说明